优选分子生物学课件第一章绪论
合集下载
生物化学与分子生物学绪论ppt课件
进行物质代谢、能量转换、遗传以及其它生理活 动的基本场所。
1、细胞的分类和结构
（一）原核细胞 (Prokaryote cell) （二）真核细胞 (Eukaryote cell)
（一）原核细胞
结构特点： 1.原始核无核膜和核仁，没有固定的形状，只有 一个含有DNA遗传信息的区域。
2.无膜性细胞器。
1.是非常复杂的生物胶体。 2.细胞胞液的有形物质：各种细胞器。 3.细胞胞液组成：主要由酶、激素、脂类、糖类以及多
种无机盐和水。 4.胞液功能：是细胞内各种细胞器之间相互联系的介质。
（三）细胞器
1.细胞质内含有一些具有独立形态的结构，称为 细胞器。
2.细胞器通过膜（细胞内膜）与周围环境分开， 具有特定的生理功能。
3.机能生物化学（20世纪后半叶） Watson和Crick的DNA双螺旋结构模型的建立。 Sanger完成了胰岛素一级结构的测定。 1958年中心法则提出。
Jams Watson Francis Crick Frederick Sanger
英国科学家Sanger于1953年测定了牛胰岛素 的氨基酸序列，从而于1958年获诺贝尔奖。
一些推荐的免费网络资源
♥
Molecule of the Year
1989 PCR and DNA polymerase 1990 the manufacture of synthetic diamonds 1991 buckminsterfullerene 1992 nitric oxide 1993 p53 1994 DNA repair enzyme 1995 Bose–Einstein condensate
☻Either you come here on time or you won’t ☻Don’t ask me for mercy when you get poor grades
1、细胞的分类和结构
（一）原核细胞 (Prokaryote cell) （二）真核细胞 (Eukaryote cell)
（一）原核细胞
结构特点： 1.原始核无核膜和核仁，没有固定的形状，只有 一个含有DNA遗传信息的区域。
2.无膜性细胞器。
1.是非常复杂的生物胶体。 2.细胞胞液的有形物质：各种细胞器。 3.细胞胞液组成：主要由酶、激素、脂类、糖类以及多
种无机盐和水。 4.胞液功能：是细胞内各种细胞器之间相互联系的介质。
（三）细胞器
1.细胞质内含有一些具有独立形态的结构，称为 细胞器。
2.细胞器通过膜（细胞内膜）与周围环境分开， 具有特定的生理功能。
3.机能生物化学（20世纪后半叶） Watson和Crick的DNA双螺旋结构模型的建立。 Sanger完成了胰岛素一级结构的测定。 1958年中心法则提出。
Jams Watson Francis Crick Frederick Sanger
英国科学家Sanger于1953年测定了牛胰岛素 的氨基酸序列，从而于1958年获诺贝尔奖。
一些推荐的免费网络资源
♥
Molecule of the Year
1989 PCR and DNA polymerase 1990 the manufacture of synthetic diamonds 1991 buckminsterfullerene 1992 nitric oxide 1993 p53 1994 DNA repair enzyme 1995 Bose–Einstein condensate
☻Either you come here on time or you won’t ☻Don’t ask me for mercy when you get poor grades
分子生物学本1-绪论2_PPT幻灯片
体外实验的证据：Avery-McCarty实验
由上图可知，只有DNA可以使R型菌转型成為 S型菌，所以DNA为遗传物质
Hershey-Chase实验： 证明DNA是遗传物质
的重要证据
噬菌体结构
DNA双螺旋的发现
F. Crick
J. Watson
50年代世界上研究DNA主要有3种类型 1 结构学派主要以伦敦皇家学院的威尔金斯和富兰克林 （R.Franklin，1920-1958）为代表 2 生物化学学派则以美国加州理工学院的鲍林为代表 3 信息学派则以剑桥的沃森—克里克为代表（严格地说沃
Molecular Biology (first edition, second edition). McGrawHill Companies, Inc., 1999, 2001 3.分子生物学（第一版、第二版） 科学出版社，2000，2002 4.分子生物学基础.人民卫生出版社.史济平主编
一、分子生物学定义与内容
森更多的属于信息学派）。 结构学派主要是通过X-衍射弄清DNA的分子结构；生
化学派则研究DNA，研究生物大分子在细胞代谢和遗传中 如何相互影响及其化学构成；信息学派则研究信息如何在 机体世代间传递及信息如何被翻译成特定的生物分子。
生物
生物
生物
生物
生物
1982 朊病毒发现
生物
生物
生物
• 2008年：哈拉尔德·楚尔·豪森，弗朗索瓦丝·巴尔－西诺 西，吕克·蒙塔尼—因发现人类免疫缺陷病毒获此殊荣
• 2009年：美国加利福尼亚旧金山大学的伊丽莎白•布莱克 本(Elizabeth H.Blackburn)、美国巴尔的摩约翰•霍普金 斯医学院的卡罗尔•格雷德(Carol W.Greider)、美国哈佛 医学院的杰克•绍斯塔克(Jack W.Szostak)因发现端粒和
分子生物学基础第一章绪论 第二节分子生物学发展简史
第二节 分子生物学发展简史
4．生物分类学与分子生物学
分类和进化研究是生物学中最古老的领域，它们同样由于分子生物 学的渗透而获得了新生。过去研究分类和进化，主要依靠生物体的形态， 并辅以生理特征，来探讨生物间亲缘关系的远近。现在，反映不同生命 活动中更为本质的核酸、蛋白质序列间的比较，已被大量用于分类和进 化的研究。由于核酸技术的进步，科学家已经可能从已灭绝的化石里提 取极为微量的DNA分子，并进行深入的研究，以此确证这些生物在进化 树上的地位。
从学科范畴上讲，分子生物学包括生物化学；从研究的 基本内容讲，遗传信息从DNA到蛋白质的过程，其许多内容 又属于生物化学的范畴。
第二节 分子生物学发展简史
2．分子生物学与细胞生物学 细胞生物学是在细胞、细胞超微结构和分子水平等不同 层次上，以研究细胞结构、功能及生命活动为主的基础学科。 分子生物学是细胞生物学的主要发展方向，也就是说，在分 子水平上探索细胞的基本生命规律，把细胞看成是物质、能 量、信息过程的结合，而且着重研究细胞中的遗传物质的结 构、功能以及遗传信息的传递和调节等过程。 3．遗传学与分子生物学 遗传学是分子生物学发展以来受影响最大的学科。孟德 尔著名的皱皮豌豆和圆粒豌豆子代分离实验以及由此得到的 遗传规律，纷纷在近20年内得到分子水平上的解释。越来越 多的遗传学原理正在被分子水平的实验所证实或摈弃，许多 遗传病已经得到控制或矫正，许多经典遗传学无法解决的问 题和无法破译的奥秘，也相继被攻克，分子遗传学已成为人 类了解、阐明和改造自然界的重要武器。
第二节 分子生物学发Hale Waihona Puke 简史三、分子生物学的现状与展望
1．功能基因组学 2．蛋白质组学 3．生物信息学
分子生物学基础
第一章 绪 论
现代分子生物学课件
DNA聚合酶
▪ DNA分子切割
限制性内切酶
▪ DNA片段与载体连接
DNA连接酶
▪ DNA凝胶电泳
▪ 细胞转化及重组子的筛选与鉴定等
2020/12/8
16
分子生物学的研究内容
DNA重组技术
三大基本工具: ➢ “分子手术刀” 限制性核酸内切酶 ➢ “分子缝合针” DNA连接酶 ➢ “分子运输车” 基因进入受体细胞的载体
（4）基因组、功基因组与生物信息学研究
基因组（genome): 生物有机体的单倍体细胞中的所有DNA，包括
核中的染色体DNA和线粒体、叶绿体等亚细胞器中 的DNA。
P. 456
2020/12/8
24
分子生物学的研究内容 基因组、功能基因组与生物信息学研究
基因组计划: 测定基因组序列。
- 人类基因组计划 目的是揭开人类所有的遗传结构, 包括所有的基因(尤其是与疾病相关的基因)和基因外 序列的结构。1990年-2001年，美、英、法、德、 日、中 6 国的合作已完成人类基因的全部序列测定工 作。见表2-1, P. 19. - 小家鼠、果蝇、线虫、拟南芥、水稻、啤酒酵母，以 及多种真菌、细菌的基因组研究相继展开，其中拟南 芥基因组的全序列测定已完成。
结构分子生物学
结构分子生物学就是研究生物大分子特定的空间结 构及结构的运动变化与其生物学功能关系的科学。
主要包括三个研究方向： ✓ 结构的测定 采用X射线衍射、二维或多维核磁共振等方法 ✓ 结构运动变化规律的探索 ✓ 结构与功能相互关系的建立
2020/12/8
23
分子生物学的研究内容 基因组、功能基因组与生物信息学研究
(3.2 108bp)。 ➢2001年, 完成人类基因组全序列测定(3.5 109bp)。
分子生物学课件(共51张PPT)
二级结构
蛋白质局部主链的空间结构， 包括α-螺旋、β-折叠等。
三级结构
整条肽链中全部氨基酸残基的 相对空间位置Байду номын сангаас即整条肽链每 一原子的相对空间位置。
四级结构
由两条或两条以上的多肽链组 成的一类结构，每一条多肽链
都有完整的三级结构。
蛋白质的功能与分类
结构蛋白：作为细胞的结构，如膜蛋白，染色体蛋白等 。 酶：催化生物体内的化学反应。
分子生物学是生物学的重要分支
01
分子生物学以生物大分子为研究对象，揭示生命现象的分子基
础，是生物学的重要分支之一。
分子生物学推动生物学的发展
02
分子生物学的发展推动了生物学的研究从细胞水平向分子水平
深入，为生物学的发展提供了新的理论和技术支持。
分子生物学与其他学科的交叉融合
03
分子生物学与遗传学、生物化学、微生物学、免疫学等学科存
。
表观遗传学调控
通过改变染色质结构和DNA 甲基化等方式来调控基因表达
。
05
蛋白质的结构与功能
蛋白质的分子组成
氨基酸
蛋白质的基本组成单元，共有20 种标准氨基酸。
肽键
连接氨基酸之间的主要化学键。
辅基与辅酶
某些蛋白质还包含辅基或辅酶， 以辅助其功能的发挥。
蛋白质的结构层次
一级结构
指蛋白质中氨基酸的排列顺序 。
重组DNA分子的构建和 筛选
PCR技术及其应用
01
02
PCR技术的基本原理和步骤
引物的设计和选择
03
04
PCR反应体系和条件优化
PCR技术在DNA扩增、突变 分析、基因分型等领域的应用
基因克隆与基因工程
蛋白质局部主链的空间结构， 包括α-螺旋、β-折叠等。
三级结构
整条肽链中全部氨基酸残基的 相对空间位置Байду номын сангаас即整条肽链每 一原子的相对空间位置。
四级结构
由两条或两条以上的多肽链组 成的一类结构，每一条多肽链
都有完整的三级结构。
蛋白质的功能与分类
结构蛋白：作为细胞的结构，如膜蛋白，染色体蛋白等 。 酶：催化生物体内的化学反应。
分子生物学是生物学的重要分支
01
分子生物学以生物大分子为研究对象，揭示生命现象的分子基
础，是生物学的重要分支之一。
分子生物学推动生物学的发展
02
分子生物学的发展推动了生物学的研究从细胞水平向分子水平
深入，为生物学的发展提供了新的理论和技术支持。
分子生物学与其他学科的交叉融合
03
分子生物学与遗传学、生物化学、微生物学、免疫学等学科存
。
表观遗传学调控
通过改变染色质结构和DNA 甲基化等方式来调控基因表达
。
05
蛋白质的结构与功能
蛋白质的分子组成
氨基酸
蛋白质的基本组成单元，共有20 种标准氨基酸。
肽键
连接氨基酸之间的主要化学键。
辅基与辅酶
某些蛋白质还包含辅基或辅酶， 以辅助其功能的发挥。
蛋白质的结构层次
一级结构
指蛋白质中氨基酸的排列顺序 。
重组DNA分子的构建和 筛选
PCR技术及其应用
01
02
PCR技术的基本原理和步骤
引物的设计和选择
03
04
PCR反应体系和条件优化
PCR技术在DNA扩增、突变 分析、基因分型等领域的应用
基因克隆与基因工程
第一讲 绪论 分子生物学(林学专业) PPT课件
牛
转入生长激素基因,
提高产奶量
分子生物学技术的应用
转基因动物
获得人的凝血酶原
转 基 因
激活剂,凝血因子,尿 激酶等
羊
改变羊毛的颜色
分子生物学技术的应用
转基因动物
ห้องสมุดไป่ตู้
转 基
生长激素基因
因 猪
人的血红蛋白基因
分子生物学技术的应用
人类基因组计划（HGP）
• 加深人类对自身的了解 • 对基因表达调控深入研究 • 认识遗传疾病以及癌症等的 •致病机理
分子生物学的发展历程
(三)重组DNA技术的应用和分子生物学的迅猛发展阶 段
➢ 转基因动植物的培育成功 ➢ PCR技术的发明 ➢ 遗传图谱的构建 ➢ 人类基因组计划和后基因组计划
分子生物学技术的应用
转基因植物
1、品种选育：抗逆性、增产、提高营养价值等 2、作为生物反应器生产人们所需产品
分子生物学技术的应用
功能基因组学
基因组表达及调控的研究 人类基因信息的识别和鉴定 基因功能信息的提取和鉴定 测序和基因多样性分析 比较基因组学
分子生物学的发展趋势
蛋白质组学
蛋白质的表达水平 翻译后的修饰 蛋白质与蛋白质相互作用
分子生物学的发展趋势
生物信息学
生物信息学是综合运 用生物学、信息学、数 学以及计算机科学等诸 多学科的理论和方法， 处理和分析大规模复杂
第一讲 绪论 分子生物学(林学专业) PPT课件
分子生物学的主要研究内容
结构分子生物学 基因表达与调控 DNA重组技术 基因组与生物信息学
分子生物学与其他学科的关系
分子生物学是生物化学、生物物理学、 遗传学、细胞学、微生物学、信息科学 等多个学科相互渗透和融合而产生发展 起来的。所有生命活动的一致性，都是 生物范围内所有生物科学在分子水平上 的统一。
分子生物学基础-绪论PPT教学课件
• 1953年Watson 和Crick 发现了DNA的双螺旋结构.
• 1957年，Kornberg在大肠杆菌中发现DNA聚合酶 I.
2021/01/21
3
. 1958年M．Meselson和F．W．Stahl 提出了DNA半保留复制 模型.
．1959年S．Ochoa发现RNA聚合酶.
．1965年，S．W．Holley完成了第一个酵母丙氨酸 tRNA的 核苷酸全序列测定
2021/01/21
9
四、分子生物学在医学领域的应用
（一） 疾病诊断
（1）Mckusick著人类基因和遗传病。 单基因病：1996年1487种， 至2001年，12714种，增加11327种
（2）老年人三大疾病： 心脏病、高血压、糖尿病属多基因遗传。
2021/01/21
10
（3）早老性痴呆
医学上称为阿尔茨海默氏病(Alzheimer disease AD) 易感基因：1、14、19、21 1：早老素基因Ⅱ，发病年龄较晚
集落刺激因子colony stimulating factor,CSF
肿瘤坏死因子tumor necrosis factor,TNF
松2弛021素/01/r21elaxin
溶血栓剂thrombolytics
6
1992年利用生物工程技术的产品的专利在全世界有2000 种以上，有400多种基因工程药物目前正在临床试验中，处于 实验室研制阶段的数以千计。在美国较大的生物技术公司有
2021/01/21
7
2、基因工程疫苗 40年代以前,由受染动物组织制备的病毒疫苗为第一代
产品(狂犬病疫苗等) ； 在40—60年代,由受染组织培养细胞制备的为第二代(如
脊髓灰质炎、麻疹、风疹、腮腺炎 苗等 ); 60年代以来, 用基因工程技术生产的病毒疫苗则为第三
• 1957年，Kornberg在大肠杆菌中发现DNA聚合酶 I.
2021/01/21
3
. 1958年M．Meselson和F．W．Stahl 提出了DNA半保留复制 模型.
．1959年S．Ochoa发现RNA聚合酶.
．1965年，S．W．Holley完成了第一个酵母丙氨酸 tRNA的 核苷酸全序列测定
2021/01/21
9
四、分子生物学在医学领域的应用
（一） 疾病诊断
（1）Mckusick著人类基因和遗传病。 单基因病：1996年1487种， 至2001年，12714种，增加11327种
（2）老年人三大疾病： 心脏病、高血压、糖尿病属多基因遗传。
2021/01/21
10
（3）早老性痴呆
医学上称为阿尔茨海默氏病(Alzheimer disease AD) 易感基因：1、14、19、21 1：早老素基因Ⅱ，发病年龄较晚
集落刺激因子colony stimulating factor,CSF
肿瘤坏死因子tumor necrosis factor,TNF
松2弛021素/01/r21elaxin
溶血栓剂thrombolytics
6
1992年利用生物工程技术的产品的专利在全世界有2000 种以上，有400多种基因工程药物目前正在临床试验中，处于 实验室研制阶段的数以千计。在美国较大的生物技术公司有
2021/01/21
7
2、基因工程疫苗 40年代以前,由受染动物组织制备的病毒疫苗为第一代
产品(狂犬病疫苗等) ； 在40—60年代,由受染组织培养细胞制备的为第二代(如
脊髓灰质炎、麻疹、风疹、腮腺炎 苗等 ); 60年代以来, 用基因工程技术生产的病毒疫苗则为第三
分子生物学-01-1-绪论
and research
学科性质：分子生物学课和其他课的关系
Botany
微生物水平
Zoology
Microbiology
工具
Bioche mistry
Cell/cell 间水平
Genetics
解 释
Molecular Biology
基础课 学位课 必修课
DNA、GENE水平
本课的作用
* 在社会政治观上发挥作用 * 在哲学世界观上发挥作用 * 在人生观、价值观上发挥作用 * 在科学思维方式、现代思想观念上起作用 * 在学术观点上发挥作用 * 在理论修养/科学素质/科学道德上发挥作用
遗传学----绪论----遗传学的发展史----郜刚------山西师范大学生命科学学院
0.3 遗传学的诞生
• 0.3.1 孟德尔与遗传学 -- 遗传学之父
G·Mendel，1822-1884
路漫漫其修远兮 we将上下而求索
古代中国人早就学会了养马并将马与驴进行杂交产生骡子公元前4000年的伊拉克古代巴比伦石刻上记载了马头部性状在五个世代的遗传古代巴比伦人和古埃及人人工授粉史前遗传学的缺陷没有明确的数量关系021血液传递说亚里士多德认为遗传是通过血液进行传递绪论遗传学的发展史郜刚山西师范大学生命科学学院aristotle384bc322bc亚里士斯多德前384前322年古希腊斯吉塔拉人是世界古代史上最伟大的哲学家科学家和教育家之一
兔子的输血实验
• 1876年，达尔文的表弟高尔顿（F·Galton，1822-1911）进行了兔子的输血实 验，但输血的结果并没有把一只兔子的遗传性状传给另一只兔子
高尔顿的兔子输血实验
遗传学----绪论----遗传学的发展史----郜刚------山西师范大学生命科学学院
学科性质：分子生物学课和其他课的关系
Botany
微生物水平
Zoology
Microbiology
工具
Bioche mistry
Cell/cell 间水平
Genetics
解 释
Molecular Biology
基础课 学位课 必修课
DNA、GENE水平
本课的作用
* 在社会政治观上发挥作用 * 在哲学世界观上发挥作用 * 在人生观、价值观上发挥作用 * 在科学思维方式、现代思想观念上起作用 * 在学术观点上发挥作用 * 在理论修养/科学素质/科学道德上发挥作用
遗传学----绪论----遗传学的发展史----郜刚------山西师范大学生命科学学院
0.3 遗传学的诞生
• 0.3.1 孟德尔与遗传学 -- 遗传学之父
G·Mendel，1822-1884
路漫漫其修远兮 we将上下而求索
古代中国人早就学会了养马并将马与驴进行杂交产生骡子公元前4000年的伊拉克古代巴比伦石刻上记载了马头部性状在五个世代的遗传古代巴比伦人和古埃及人人工授粉史前遗传学的缺陷没有明确的数量关系021血液传递说亚里士多德认为遗传是通过血液进行传递绪论遗传学的发展史郜刚山西师范大学生命科学学院aristotle384bc322bc亚里士斯多德前384前322年古希腊斯吉塔拉人是世界古代史上最伟大的哲学家科学家和教育家之一
兔子的输血实验
• 1876年，达尔文的表弟高尔顿（F·Galton，1822-1911）进行了兔子的输血实 验，但输血的结果并没有把一只兔子的遗传性状传给另一只兔子
高尔顿的兔子输血实验
遗传学----绪论----遗传学的发展史----郜刚------山西师范大学生命科学学院
分子生物学课件
分子生物学
第一章 绪论
第一节 分子生物学的定义和研究内容
一、定义 分子生物学是从分子水平研究生命现象及其规
律的一门新兴、前沿学科& 它以核酸和蛋白质等生物大分子的结构、功能
及其在信号传递中的作用为研究对象;其发展非常 迅速&
分子生物学以其崭新的观点和技术向其他学科 的全面渗透;推动了许多学科向分子水平发展&
• 因此;分子生物学技术已成为推动生物科 学的各个领域向分子水平发展的重要工 具或手段;也是服务于人类和社会;推动医 药和工、农业发展的强大动力&
二、分子生物学的研究内容
• 分子生物学的研究内容主要包括以下三个方面 &
• 1、核酸分子生物学： • 主要研究核酸的结构及其功能& • 2、蛋白质分子生物学： • 主要研究蛋白质的结构与功能&尽管人类对蛋
三基因组研究的进展
• 基因组genome是指一个物种遗传信息的总和&
• 2001年2月11日;参加人类基因组计划的六国科学 家、美国塞莱拉遗传信息公司、美国《科学》杂 志和英国《自然》杂志联合宣布;继科学家于 2000年绘制成功人类基因组工作框架图之后;又 绘制出了更加准确、清晰、完整的人类基因组图 谱;对人类基因组的面貌有了新的发现&
• 因此;分子生物学开辟了研究各种不同种属生物 的生命现象最基本、最重要的途径&
• 分子生物学的发展为人类认识生命现象带来 了前所未有的机遇;也为人类利用和改造生物创 造了极为广阔的前景&
•
• 由于生物化学、生物物理学、细胞生物学、 遗传学、应用微生物学及免疫学以及数学、 化学、物理学、计算机科学和信息学等专 业技术的渗透;分子生物学已发明和创造了 一系列新的技术&
第一章 绪论
第一节 分子生物学的定义和研究内容
一、定义 分子生物学是从分子水平研究生命现象及其规
律的一门新兴、前沿学科& 它以核酸和蛋白质等生物大分子的结构、功能
及其在信号传递中的作用为研究对象;其发展非常 迅速&
分子生物学以其崭新的观点和技术向其他学科 的全面渗透;推动了许多学科向分子水平发展&
• 因此;分子生物学技术已成为推动生物科 学的各个领域向分子水平发展的重要工 具或手段;也是服务于人类和社会;推动医 药和工、农业发展的强大动力&
二、分子生物学的研究内容
• 分子生物学的研究内容主要包括以下三个方面 &
• 1、核酸分子生物学： • 主要研究核酸的结构及其功能& • 2、蛋白质分子生物学： • 主要研究蛋白质的结构与功能&尽管人类对蛋
三基因组研究的进展
• 基因组genome是指一个物种遗传信息的总和&
• 2001年2月11日;参加人类基因组计划的六国科学 家、美国塞莱拉遗传信息公司、美国《科学》杂 志和英国《自然》杂志联合宣布;继科学家于 2000年绘制成功人类基因组工作框架图之后;又 绘制出了更加准确、清晰、完整的人类基因组图 谱;对人类基因组的面貌有了新的发现&
• 因此;分子生物学开辟了研究各种不同种属生物 的生命现象最基本、最重要的途径&
• 分子生物学的发展为人类认识生命现象带来 了前所未有的机遇;也为人类利用和改造生物创 造了极为广阔的前景&
•
• 由于生物化学、生物物理学、细胞生物学、 遗传学、应用微生物学及免疫学以及数学、 化学、物理学、计算机科学和信息学等专 业技术的渗透;分子生物学已发明和创造了 一系列新的技术&
分子生物学(全套课件396P)pptx
DNA修复机制包括直接修复、 切除修复、重组修复和SOS修 复等，用于维护DNA分子的完 整性和稳定性。
PART 03
RNA结构与功能
REPORTING
RNA种类及特点
mRNA（信使RNA）
携带遗传信息，指导蛋白质合成。
rRNA（核糖体RNA）
与蛋白质结合形成核糖体，是蛋白质合成的 场所。
tRNA（转运RNA）
分子生物学(全套课件 396P)pptx
REPORTING
• 分子生物学绪论 • DNA结构与功能 • RNA结构与功能 • 蛋白质合成与功能 • 基因表达调控机制 • DNA损伤修复与重组技术
目录
PART 01
分子生物学绪论
REPORTING
分子生物学定义与发展
分子生物学的定义
在分子水平上研究生物大分子的结 构和功能，究生物大分子的结构和功能方面有很多交 叉，但分子生物学更侧重于在分子水平上揭示生命现象的本质。
与细胞生物学的关系
分子生物学与细胞生物学在研究细胞的结构和功能方面密切相关，但 分子生物学更侧重于研究细胞内的分子机制和信号传导。
与医学的关系
分子生物学在医学领域有着广泛的应用，如基因诊断、基因治疗和药 物研发等，为医学的发展提供了重要的理论和技术支持。
THANKS
感谢观看
REPORTING
识别并携带氨基酸，参与蛋白质合成。
其他非编码RNA
如microRNA、siRNA等，参与基因表达调 控。
RNA转录后加工与修饰
01
02
03
04
5'端加帽
在mRNA的5'端加上甲基鸟嘌 呤帽子结构，保护mRNA不被
降解。
3'端加尾
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
经典遗传：十八世纪70年代～1938年
1928年 Griffith 肺炎双 球菌的转化
微生物遗传：1938年～ 1953年
1941年 Beadlr G.W和Tatum E.L. 建立“ 一个基因------ 一种酶”学 说
用X射线诱导处理红色面包霉， 筛选出被诱导的突变体来进 行实验。根据遗传分析和大 量研究 ，他们认为基因发生 突变，就可能导致酶活性的 丧失。
2 分子生物学研究内容
2.1 结构分子生物学
• 结构的测定 • 结构运动变化规律的探索 • 结构与功能相互关系的建立
方法：X-射线衍射、核磁共振、电子衍射、中子衍射及频谱学方法等。
2.2 生物大分子的合成
DNA复制、转录、蛋白质合成均是遗传信息传递表达过程。 合成过程也是生物大分子相互作用的过程，这种作用调节着 生命过程——生长、发育、适应环境。
3 分子生物学与其他学科的关系
分子生物学：从分子水平理解生命活动 细胞生物学：从细胞水平理解生命活动 遗传学：从遗传角度理解生命活动 生物化学：从化学组成角度来理解生物大分子和生物代谢。 普通生物学（动物&植物）& 微生物学：不同生物类型的特点。 生物物理学：从物理学角度理解生物大分子结构和功能。
分子遗传：1953年到1972年
1953年，Watson和 Crick提出DNA的反向 平行双螺旋模型。
1962年， Wilkins、 Watson 和Crick共获诺贝尔化学奖。
分子遗传：1953年到1972年
1957年 Crick提出中心法则。
1957年 Kornberg用E.coli 无细胞提 取液合成DNA ，证明DNA 是模板式合成，并发现了 DNA polymeraseⅠ。
微生物遗传：1938年～ 1953年
1951年 McClintock B. 发现跳跃基因 或称转座
微生物遗传：1938年～ 1953年
1952年 Hershey和Chase 噬 菌体感染实验
微生物遗传：1938年～ 1953年
1952年 Wilkins和Franklin用高 度定向的DNA纤维作出 高质量的X-光衍射照片
1885—1900年间 Kossel、Levene证实核酸 由不同的碱基组成。其 最简单的单体结构是碱 基-核糖-磷酸构成的核苷 酸。1929年又确定了核 酸有两种，一种是脱氧 核糖核酸(DNA)，另一 种是核糖核酸(RNA)。
经典遗传：十八世纪70年代～1938年
1910年 Morgan T.H.发 现连锁定律,奠 定了遗传的染 色体学说。
优选分子生物学课件第一章绪论
参考书目
1.盛祖嘉 沈仁权 分子遗传学 2.孙乃恩 孙东旭 朱德煦 分子遗传学 3.刘永明，分子生物学简明教程 4.吴乃虎编著 基因工程原理 5. Benjamin Lewin Genes Ⅶ
第1章 绪 论
1 分子生物学的概念 2 分子生物学研究内容 3 分子生物学与其他学科的关系 4 分子生物学的发展简史 5 分子生物学应用及发展趋势
分子生物学是生物化学、生物物理学、遗传学、微生 物学、细胞生物学等多学科相互渗透、综合融会而产生并 发展起来的。生命活动的一致性，是生物学范围内所有学 科在分子水平上的统一。
4 分子生物学的发展简史
分子生物学发展经历了五个阶段 经典遗传：十八世纪70年代～1938年 微生物遗传：1938年～ 1953年 分子遗传：1953年到1972年 重组时代：1972年到－1990年 后基因组和蛋白质学时代：1990年至今
2 分子生物学研究内容
2.4 DNA重组技术（基因工程）
将不同的DNA片断按照人们的设计定向连接起来， 在特定的受体细胞中与载体同时复制并得到表达， 产生影响受体细胞的新的遗传性状。
应用：⑴ 生产多肽，如激素、抗生素、酶类及抗体等。 ⑵ 定向改造某些生物的基因组结构，如“超级细菌”、转基因 动植物等； ⑶ 进行基础研究，如基因表达调控模式、启动子和增强子的 研究、转录因子的克隆和分析等。
2 分子生物学研究内容
2.3 基因表达调控研究
基因表达即遗传信息的传递具有时空特异性。
信号传导：指外部信号通过细胞膜上的受体蛋白传 到细胞内部，并激发诸如离子通透性、细胞形状或 其他细胞功能方面的应答。 转录因子：是一群能与基因5’锻上游特定序列专一 结合，从而保证目的基因以特定的强度在特定的 时间和空间表达的蛋白质分子。 RNA编辑：5’加帽、3’加尾、RNA选择性剪接等。
1 分子生物学的概念
1.1 什么是分子生物学 分子生物学是从分子水平对生物学进行研究的科学，
实质上是研究生命的分子机理的学科。
1950年Astbury首先提出“分子生物学”这一术语， 意指“生物大分子的化学和物理结构研究”。
1.2 分子生物学的基本含义 • 从分子水平研究生命的本质 • 核酸、蛋白质等生物大分子的结构与功能 • 人类主动地改造和重组自然界的基础学科
分子遗传：1953年到1972年
1958年 Meselson和Stahl证实 DNA半保留复制
微生物遗传：1938年～ 1953年
1944年 Avery在离体条 件下完成化。
微生物遗传：1938年～ 1953年
1950年 Chargaff 指出DNA中四种碱基的 比例关系为A/T=G/C=1；
微生物遗传：1938年～ 1953年
1951年 Pauling和Corey提 出了蛋白质的α螺旋结构。
1 分子生物学的概念
1.3 分子生物学三大基石 • 一基因一酶学说 • 双螺旋模型 • 操纵子模型
1.4 分子生物学的基本原理 • 构成生物体的分子在不同生物中都是相同的 • 生物体内分子的构建都遵循共同的规则 • 核酸、蛋白质决定了生物体的属性
分子生物学和分子遗传学的区别： 分子遗传学主要侧重于研究核酸的结构与功能
经典遗传：十八世纪70年代～1938年
1865 Mendel,G.发表 了《植物杂交实 验》的论文，开 创了遗传学。
经典遗传：十八世纪70年代～1938年
1869年 F.Miescher从脓 细胞中提取到一 种富含磷元素的 酸性化合物，称 核质(nu年